Summary
We presenteren een chirurgische methode om te induceren Rechter ventrikelhypertrofie en falen bij ratten.
Abstract
Rechts ventriculaire (RV) storing veroorzaakt door overbelasting van de aanhoudende druk is een belangrijke bijdrage aan de morbiditeit en mortaliteit in verschillende cardiopulmonale stoornissen. Betrouwbare en reproduceerbare diermodellen van RV mislukking zijn daarom gerechtvaardigd om te onderzoeken van de ziekte mechanismen en effecten van potentiële therapeutische strategieën. "Banding" van de pulmonaire romp is een gemeenschappelijke methode voor het opwekken van geïsoleerde RV hypertrofie, maar in het algemeen, eerder beschreven modellen hebben niet geslaagd in het creëren van een stabiel model van RV hypertrofie en mislukking.
We presenteren een rat model van druk overbelasting veroorzaakte RV hypertrofie veroorzaakt door pulmonaire trunk "banding" (PTB) waarmee verschillende fenotypes van RV hypertrofie met en zonder RV defect. We gebruiken een gemodificeerde ligating clip aanvrager voor het comprimeren van een titanium clip rond de pulmonaire stam naar een vooraf ingestelde binnendiameter. We gebruiken verschillende clip diameters voor het opwekken van verschillende stadia van de progressie van de ziekte van milde RV hypertrofie te gedecompenseerde RV mislukken.
RV hypertrofie ontwikkelt consequent bij ratten onderworpen aan de procedure PTB en afhankelijk van de diameter van de toegepaste banding clip, we nauwkeurig kunt reproduceren andere ziekte severities gecompenseerd hypertrofie variërend tot ernstige gedecompenseerde RV storing met extra cardiale manifestaties.
Het gepresenteerde model van het PTB is dat een geldig en robuust model van druk overbelasting geïnduceerde hypertrofie van de RV en storing die verscheidene voordelen met andere banding modellen heeft, met inbegrip van hoge reproduceerbaarheid en de mogelijkheid van het inducerende ernstige en gedecompenseerde RV mislukking.
Introduction
Het rechterventrikel (RV) zich kan aanpassen aan een aanhoudende druk overbelasting. In tijd, echter adaptieve mechanismen niet ondersteunen van de cardiale output, de RV verwijdt en uiteindelijk de RV mislukt. RV-functie is de belangrijkste prognostische factor van verschillende cardiopulmonale stoornissen, met inbegrip van pulmonale arteriële hypertensie (PAH), trombo-embolische pulmonaire hypertensie (CTEPH) en verschillende vormen van aangeboren hartziekte met een druk (of volume) overbelasting van de RV. Ondanks intensieve behandeling blijft RV mislukking een overheersende doodsoorzaak in deze voorwaarden.
Als gevolg van de unieke eigenschappen1,2 en de embryologische ontwikkeling3 van de RV, kan niet kennis ontleend aan linker hartfalen eenvoudig worden geëxtrapoleerd naar juiste hartfalen. Dierlijke modellen van juiste hartfalen zijn dus nodig om te onderzoeken van de mechanismen voor RV mislukking en potentiële farmacologische behandelingsstrategieën.
Er zijn experimentele modellen van pulmonale hypertensie geïnduceerd door SU5416 gecombineerd met hypoxie (SuHx)4 of monocrotaline (MCT)5, die veroorzaken RV mislukking ondergeschikt zijn aan de ziekte in de pulmonaire therapieën. Deze modellen worden gebruikt voor het evalueren van therapeutische gevolgen van drugs dat doel de pulmonaire therapieën. Zowel de SuHx als de MCT-model zijn niet-vaste afterload modellen van RV mislukking. Het is bijgevolg niet mogelijk om te concluderen als een verbetering in RV functie na een interventie is ondergeschikt aan de afterload vermindering van de pulmonaire vasculaire effecten of als het wordt veroorzaakt door directe gevolgen voor de RV. Bovendien, heeft de MCT-model verschillende extra cardiale effecten.
In experimentele pulmonaire kofferbak banding modellen, is de afterload van de RV vastgesteld als gevolg van een mechanische vernauwing van de pulmonaire romp. Dit zorgt voor het onderzoek van directe cardiale effecten van een interventie op de RV onafhankelijk van elke pulmonaire vasculaire effecten6,7,8,9. Meestal wordt de banding uitgevoerd door het plaatsen van een naald langs de pulmonaire kofferbak. Vervolgens een ligatuur is geplaatst rond de naald en de pulmonaire kofferbak en gebonden met een knoop, en de naald wordt verwijderd waardoor de hechtdraad rond de pulmonaire kofferbak. Afhankelijk van de maat van de naald, verschillende graden van beperkingen kunnen worden toegepast, maar ondanks deze aanpak breed wordt gebruikt, heeft het een aantal nadelen. Ten eerste, de diameter van de "banding" is niet precies hetzelfde als de buitendiameter van de naald zoals de ligatuur is gebonden rond de naald zowel de pulmonaire kofferbak. Ten tweede, kunnen er aanzienlijke variatie aan hoe strak de knoop is gebonden waardoor het moeilijk te reproduceren van een zekere mate van "banding". Dit zal leiden tot een variatie op de diameter van de verbanden en aldus een grotere spreiding. Tot slot kan de knoop komen los na verloop van tijd.
Één studie geldt een half gesloten tantaal clip rond de pulmonaire stam10. Zij de clip rond de pulmonaire stam een innerlijke ruimte van 1.10 mm2 gecomprimeerd en vergeleken met ratten onderworpen aan "banding" met een hechtdraad met behulp van een naald 18 G. Over het algemeen werd stroken met de clip geassocieerd met minder peri-chirurgische complicaties en de afwijking van de gegevens.
Gebaseerd op de principes die beschreven door Schou et al.11, we verder ontwikkeld en gekenmerkt de pulmonaire kofferbak "banding" (PTB) model van RV hypertrofie en mislukking. Hier presenteren wij onze ervaring met behulp van dit model op basis van de resultaten van eerdere studies12,13. Voor dit model, is een titanium-clip rond de pulmonaire stam naar een exacte vooraf ingestelde binnendiameter, die kan worden aangepast om te induceren van verschillende RV mislukking fenotypen gecomprimeerd.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Protocol
Alle ratten werden behandeld volgens de Deense nationale richtlijnen beschreven in de Deense wet op de dierproeven en ministerieel besluit op dierproeven. Alle experimenten werden goedgekeurd door de institutionele ethiek Review Board en uitgevoerd in overeenstemming met de Deense wet voor dierlijke onderzoek (autorisatienummer 2012-15-2934-00384, Deens Ministerie van Justitie).
1. aanpassing van de aanvrager Clip Ligating
Opmerking: De strepen van de pulmonaire stam wordt uitgevoerd met een gewijzigde open ligating clip aanvrager met een hoekige kaak. De aanvrager wordt gewijzigd met een verstelbare stop-mechanisme voor het stoppen van de compressie als de kaken een exacte afstand van elkaar bereiken. Wanneer een klein titanium ligating clip wordt gecomprimeerd met de gewijzigde aanvrager, een lumen blijft bestaan tussen de benen van de clip met een bepaalde diameter volgens de aanpassing van het stop-mechanisme (Figuur 1).
- Kies bijvoorbeeld de diameter van de gewenste "banding",, 0.6 mm.
- Pas de ligating clip aanvrager totdat de afstand tussen de kaken 1,0 mm is wanneer volledig gecomprimeerd. Dit laat een lumen van 0.6 mm als de twee clip benen een dikte van 0,2 mm elke hebben.
Figuur 1: de PTB procedure. (A) de chirurgische instrumenten die worden gebruikt voor de PTB procedure met inbegrip van de ligating clip aanvrager (blauwe pijl). (B) de verstelbare stop mechanisme van de ligating clip aanvrager. Draaien van het tandrad (blauwe pijl), zal de positie van de pin (gele pijl), die de sluiting van de aanvrager stopt wanneer de kaken een bepaalde afstand van elkaar bereiken aanpassen. De afstand overeenkomt met tweemaal de dikte van de poten van de clip plus de binnendiameter van de clip, wanneer de illustratie wordt gecomprimeerd en kan worden gekalibreerd met behulp van bijvoorbeeld een naald met een bekende buitendiameter. (C) de aanvrager comprimeert een titanium clip naar een exacte binnendiameter vooraf opgegeven door aanpassing van de aanvrager. (D) de binnen diameter van de gecomprimeerde clip kan worden aangepast om het opwekken van verschillende severities van RV hypertrofie en mislukking. Voor de gegevens gepresenteerd, een inwendige diameter van 1,0 mm werd gebruikt voor het opwekken van milde RV hypertrofie, een inwendige diameter van 0.6 mm werd gebruikt voor het opwekken van gematigde RV mislukking en een inwendige diameter van 0,5 mm werd gebruikt voor het opwekken van ernstige RV mislukking. (E) de clip na toepassing rond de pulmonaire kofferbak. Klik hier voor een grotere versie van dit cijfer.
2. voorbereiding van de Rat
Opmerking: Andere regimes van analgetica kunnen worden toegepast.
- Gebruik Wistar rat Pinken weegt ongeveer 100 – 120 g. Gebruiken om te handhaven lichaamstemperatuur tijdens de operatie, een overdekte verwarming pad.
- Gebruik voor een operatie, een mechanische ventilator die is ingesteld op een tidal volume van ongeveer 1,75 mL en respiratoire tarief van 75 per min.
- Anaesthetize de rat met Sevofluraan (7% mix in 1,5 L O2) in een inductie kamer voor 5 minuten. Intubate de rat met behulp van een 17 G IV canule, waar de distale 2 mm van de naald om de zachte katheter ter dekking van de tip zijn afgesneden. Verwijder de naald en sluit de canule aan de ventilator.
- Plaats de rat op haar rug op de verwarming pad. Zorg ervoor dat de intubatie correct is door het observeren van de bewegingen van de thorax. Deze moet zonder kant verschillen en in tempo met de ventilator.
Opmerking: Gebrek aan bewegingen van de borstkas, de contracties van de buik en de inflatie van de maag in de linker bovenbuik zijn tekenen van een misplaatste buis. Verwijder de canule, de rat zet terug in de kamer van de inductie en opnieuw intubate. - Na de juiste intubatie, verminderen de Sevofluraan onderhoud concentratie (3,5% mix in O2, 1,5 L/min) en op te lossen van de poten van de rat naar de verwarming pad.
- Prober afstomping bevestigen door het controleren van de reflexen van de terugtrekking van de ledematen met behulp van een verlostang te knijpen de poten van de rat.
- Injecteer de ratten met buprenorfine (0,1 mg/kg subcutaan (SC)) en carprofene (5 mg/kg s.c.) post-operatieve pijn te verlichten.
- Scheren van de borst en desinfecteren met chloorhexidine.
3. isolatie van de pulmonaire kofferbak
- Maak met een schaar, een incisie van 2 cm in de huid langs het middelste deel van het borstbeen. Identificeren van de grote borstspier en snijd de sternale bijlage. De 2nd, 3rden de 4th costa hieronder aangeduid.
- Pak eventueel de 2nd costa met een fixatie Tang, breng een Sutuur (geologie) (4-0, multifilament, absorbeerbare) rond de 2nd costa van de 1st intercostale ruimte het onderste mediale deel van de 2nd intercostale ruimte. Maak een stevige knoop om het afbinden van de voorste thoracale slagader.
Opmerking: Dit kan zinvol zijn als bloeden uit de voorste thoracale slagader een steeds terugkerend probleem is. - De 4th3rd, en 2nd costa dicht bij het borstbeen knippen met een schaar en zorgvuldig ontleden de intercostale spieren totdat een volledige links Thoracotomie is verricht. Als elke bloeden uit de voorste thoracale slagader optreedt, comprimeren met een Europees en afbinden van de slagader.
- Invoegen van een oprolmechanisme tussen het borstbeen en de costae en het te krijgen van een goede operationele veld openen. Op de top van het veld is de thymus die betrekking hebben op de aorta en de pulmonaire kofferbak. Zorgvuldig heffen de zwezerik met behulp van een Europees en draai het naar boven om bloot van de aorta en de pulmonaire kofferbak hieronder.
-
De tip van een kleine chirurgische hooklet met een 85° hoek via de dwarse pericardvocht sinus gelegen achter de linker atriale aanhangsel begeleiden. Haal deze halverwege terug door de sinus en begeleiden het puntje van de oor-haak omhoog totdat het webonderdeel tussen de oplopende aorta en de pulmonaire kofferbak verschijnt.
- Verwijder eventuele bindweefsel die betrekking hebben op het puntje met een iris schaar om te scheiden van de pulmonaire stam van de oplopende aorta.
- Herhaal de stap met een grotere haak (optioneel).
- Begeleiden van een verlostang schuine spieren rond de pulmonaire kofferbak via de passage die is gemaakt met de hook(s). Pak het eind van een ligatuur van ongeveer 10 cm (4-0, multifilament) en haal de helft van de ligatuur terug door de passage. Nu de pulmonaire kofferbak wordt gescheiden van de oplopende aorta en kan worden gecontroleerd door de ligatuur eromheen.
4. toepassing van de Clip
- Laden van de aangepaste ligating clip aanvrager met een clip. Zorgvuldig begeleiden een van de kaken en een been van de clip wel de passage rond de pulmonaire kofferbak. Gebruik de ligatuur te zachtjes trekken de pulmonaire stam naar boven en in de vork van de clip.
- Wanneer de pulmonaire kofferbak in de vork van de clip is en de twee uiteinden van de clip benen vrij van elke bindweefsel zijn, comprimeert u de clip met de aanvrager toe te passen de banding.
- Observeren hoe de RV onmiddellijk verwijdt in reactie op de "banding" en verwijder de ligatuur.
5. afsluiting van de Thorax
- Verwijder het Europees uit de zwezerik en de thymus verplaatst naar haar natuurlijke positie. Verwijder het oprolmechanisme.
- Sluit de thorax in drie lagen: de intercostale laag, de grote borstspier en de huid met hechtdraad (4-0, multifilament, absorbeerbare). Injecteren van 2 mL zoutoplossing s.c. ter vervanging van vocht verloren tijdens de operatie.
- De Sevofluraan uitschakelen en en houden de rat op de ventilator (1,5 L van O2) tot het begint spontaan ademt. Dan extubate de rat.
- Trakteer de ratten met buprenorfine in het drinkwater voor de volgende drie dagen14 of een soortgelijk pijnstillende protocol toepassen. Na drie dagen, de ratten zijn hersteld en zijn zonder ongemak.
- In de volgende weken, moet het welzijn van de ratten en de mogelijke nadelige effecten worden geëvalueerd op een dagelijkse basis. De genezing van de wond van de Thoracotomie moet speciale aandacht krijgen tijdens de eerste week om tekenen van infectie of insufficiëntie van de cicatrices te sporen. Als de ratten tekenen van gebrek vertonen aan gedijen inclusief borstelige vacht, verminderde mobiliteit, ademhalingsproblemen en gewichtsverlies, ze moeten worden nauwlettend gevolgd en als ze meer dan 20% van hun lichaamsgewicht verliezen of fulminant ontwikkelen euthanized luchtwegen insufficiëntie.
6. sham chirurgie
- Een schijnvertoning chirurgie uitvoeren door het volgen van alle van de bovenstaande stappen met uitzondering van de toepassing van de clip (stap 4).
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Representative Results
Met behulp van de beschreven procedure PTB in eerdere studies van onze groep12,13, wij RV hypertrofie (PTB milde) geïnduceerd door "banding" met een 1,0 mm clip, een gematigde graad van RV mislukking (gematigde PTB) door "banding" met een 0,6 mm clip en een ernstige mate van RV mislukking (PTB ernstige) door "banding" met een 0.5 mm clip. De ratten onderworpen aan de strenge banding ontwikkelde extra cardiale uitingen van RV mislukken inclusief lever falen en ascites (figuur 5E). Alle ratten werden zeven weken na het PTB geëvalueerd en sham ratten onderging dezelfde procedure alleen zonder de toepassing van de clip. Perioperatieve sterfte was minder dan 1 in 6. Zeven weken overlevingspercentage was 80% voor ratten blootgesteld aan ernstige "banding" en bijna 100% in ratten onderworpen aan milde of matig "banding" of sham chirurgie.
Voor de evaluatie van de effecten van de PTB-procedure gebruikten we echocardiografie samen met cardiale magnetische resonantie beeldvorming (MRI) te beoordelen van RV volumes en cardiale output. Tricuspid ringvormige vliegtuig systolische excursie (TAPSE) werd gemeten als de afstand van het tricuspid ringvormige vlak met de samentrekking van de RV in de apicale vier-kamer-weergave. Een gemiddelde van drie cycli buiten ademhaling werd gebruikt als een representatieve waarde. RV einde-diastolische volume (EDV) en einde-systolische volume (ESV) werden beoordeeld door de tekening van het endocard in een reeks korte as beelden via de RV verkregen door MRI voor elke rat, en RV ejectie fractie (EF) berekend als EF = (EDV-ESV) / EDV. Cardiale output werd gemeten tussen de pulmonaire kleppen en de clip met behulp van een reeks van de MRI fase contrast. Digitale opnamen van RV druk werden verkregen door een micro tip katheter geïnstalleerd in de RV voor euthanasie. Verdere details van de methoden geweest eerder12beschreven. RV hypertrofie werd beoordeeld als de verhouding van de RV-gewicht gedeeld door het gewicht van de linker ventrikel (LV) plus tussenschot en als het gewicht van de RV gedeeld door de lengte van de tibia om te corrigeren voor de grootte van de rat. Alle methoden zijn toegepast zoals eerder beschreven12.
In een week, had verhoogde druk van de RV en RV dysfunctie duidelijk door een afname van de cardiale output en TAPSE ontwikkeld bij de PTB ratten in vergelijking met sham bediende ratten. Dienovereenkomstig, interventies of farmacologische behandelingen kunnen worden geïnitieerd al op dit punt van tijd als een is gericht op het onderzoeken van de effecten op de gevestigde RV mislukking. Na extra zes weken, had de RV druk verder toegenomen. De verschillen van het gematigde vs de ernstige RV mislukking fenotype waren nog duidelijker weergegeven door een stapsgewijze afname van de cardiale output zowel TAPSE met verhoogde ernst van de "banding" (Figuur 2 en Figuur 3). Gedetailleerde hemodynamische verschillen tussen PTB milde ratten en PTB ernstige ratten 4 weken na de operatie zijn gepubliceerd door onze fractie previousely15.
RV maagdilatatie duidelijk veroorzaakt de PTB-procedure ook door een toename van zowel RV EDV en RV ESV in de gematigde PTB rats in vergelijking met sham bediende ratten en de ernstige PTB rats in vergelijking met zowel gematigde PTB en schijnvertoning. Een stapsgewijze afname van de RV EF was ook gezien (Figuur 4).
De ontwikkeling van RV hypertrofie was gekoppeld aan de omvang van de overbelasting van de druk die door de clip toegepast. De verhouding van de RV over het gewicht van het LV plus septum stapsgewijs verhoogd van ratten met een milde "banding" met een clip van 1,0 mm over ratten banded met een matige 0.6 mm clip aan ratten banded met een ernstige 0.5 mm clip. Vergelijkbare resultaten werden gezien voor het gewicht van de RV gecorrigeerd voor de grootte van de rat door te delen met de lengte van de tibia. De hypertrofie werd ook gezien als een toename van de cardiomyocyte cross-sectionele gebied in de PTB rats in vergelijking met sham bediende ratten. Afgezien van hypertrofie van de cardiomyocytes veroorzaakte de overbelasting van de druk ook andere morfologische veranderingen van de RV RV mislukken inclusief RV fibrose is gekoppeld. Bij ratten onderworpen aan strenge "banding", was gedecompenseerde RV storing veroorzaakte. Dit fenotype werd gekenmerkt door tekenen van achterwaarts falen, met inbegrip van hepatische congestie gezien als een donkere verkleuring van de lever. Hepatische congestie ging meestal gepaard met ascites (Figuur 5).
Figuur 2: effecten van PTB één week en zeven weken na de ingreep. (A) recht (RV) ventriculaire systolische druk (B) cardiale output en (C) tricuspid ringvormige vliegtuig systolische excursie (TAPSE) één week gemeten na schijn of PTB operatie met een matige of een ernstige "banding" respectievelijk. (D, E en F) Dezelfde maatregelen zeven weken na de procedures en de verdere ontwikkeling van RV mislukking12. Gegevens gepresenteerd als bedoel ± SEM. One-way ANOVA met post-hoc Bonferroni-analyse. ** p < 0,01, *** p < 0.001, en *** p < 0,0001 PTB vs sham en PTB ernstige vs PTB matig. Klik hier voor een grotere versie van dit cijfer.
Figuur 3: gevolgen van de procedure van de PTB beoordeeld door echocardiografie. (A) A vertegenwoordiger vier kamer uitzicht en (B) metingen van snelheid tijd integraal (VTI) in de pulmonaire romp (bovenste deelvenster) en tricuspid ringvormige vliegtuig systolische excursie (TAPSE) (lagere paneel) in een schijnvertoning geëxploiteerd rat. (C en D) soortgelijke beelden voor een PTB rat onderworpen aan gematigde "banding". Alle afbeeldingen zijn zeven weken na sham bewerking of "banding". Klik hier voor een grotere versie van dit cijfer.
Figuur 4: magnetische resonantie beeldvorming van PTB ratten. Cardiale magnetische resonantie beeldvorming (MRI) van PTB en sham geëxploiteerd ratten. (A) representatieve vier kamer beelden (bovenste deelvenster) en korte as weergaven (lagere paneel) van sham ratten (links) en PTB ratten met een gematigde graad van RV mislukking (rechts). In de PTB rat veroorzaakt de hoge druk van de RV septum uitpuilende (blauw sterretje). (B) de PTB procedure geïnduceerde RV maagdilatatie duidelijk door een toename van zowel RV einde diastolische volume (EDV) en RV einde systolische volume (ESV). (C) RV ejectie fractie (EF) daalde12. Gegevens gepresenteerd als gemiddelde ± SEM. One-way ANOVA met post hoc Bonferroni analyse. * p < 0,05, ** p < 0,01, en *** p < 0,0001 PTB vs sham en PTB ernstige vs PTB matig. Klik hier voor een grotere versie van dit cijfer.
Figuur 5: anatomische gegevens en histologie. RV hypertrofie gemeten als (A) RV gedeeld door de LV plus tussenschot en (B) RV gewicht gedeeld door lengte van de tibia van ratten met milde RV hypertrofie, matige RV falen, en ernstige RV mislukking zeven weken na de ingreep PTB. (C) representatieve beelden van histologische secties gekleurd met hematoxyline eosine voor meting van cardiomyocyte cross doorsnede en (D) picrosirius rode geanalyseerd onder gepolariseerd licht voor fibrose van sham ratten (links) en PTB ratten met gematigde RV mislukking (rechts). (E) A gezonde lever (links) en een verkleurde lever met congestie (rechts) van een rat PTB met ernstige RV mislukking-12,13. Gegevens gepresenteerd als bedoel ± SEM. One-way ANOVA met post-hoc Bonferroni-analyse. ** p < 0.01 en *** p < 0,0001 PTB vs schijnvertoning, PTB gematigde vs PTB milde en PTB ernstige vs PTB matig. Klik hier voor een grotere versie van dit cijfer.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Discussion
We beschrijven een toegankelijk en zeer reproduceerbare methode van pulmonaire trunk "banding" met behulp van een gemodificeerde ligating clip aanvrager voor het comprimeren van een titanium clip rond de pulmonaire kofferbak. Door het aanpassen van de aanvrager voor het comprimeren van de clip naar verschillende innerlijke diameters, kunnen verschillende fenotypes van RV hypertrofie en falen worden opgewekt met inbegrip van ernstige RV storing met extra cardiale manifestatie van decompensation.
Hoewel eenvoudig, bevat het protocol een paar kritische stappen. Nog belangrijker is, kunnen niet de ratten te groot worden, wanneer zij de PTB procedure ondergaan. In onze ervaring zijn Wistar rat Pinken weegt 100 – 120 g geschikt voor de procedure. Bij grotere ratten, kan toepassing van een ernstige "banding" leiden tot acute RV mislukking en dood. Andere studies6,7,8,9,10,16 voornamelijk gebruikt grotere ratten (160 – 260 g), maar ook grotere diameters van hun respectieve bandings (1.27-1.65 mm).
De toepassing van het "banding" minder streng kan ook verklaren dat de relatieve bescheiden toename van de RV druk gerapporteerd door andere fracties. "Banding" met een 18 G leidt naald (1,27 mm) tot RV systolische druk in het bereik van 70-90 mmHg6,7,8,9. In één studie6was dit niet voldoende veroorzaken RV fibrose of vermindering van de cardiale output. Wij rapporteren hier, RV druk van ongeveer 90 mmHg voor een gematigde "banding" en 110 mmHg voor een ernstige "banding". Met een ernstige "banding", wij ook geweest kundig voor wekken een fenotype van gedecompenseerde RV mislukking met extra cardiale manifestaties met inbegrip van hepatische congestie en ascites12. Pulmonaire trunk "banding" door afbinding met behulp van een naald van 20G (0.902 mm) veroorzaakt leverfibrose, nootmuskaat-achtige lever congestie en ascites in Sprague-Dawley ratten16 ondanks de relatief milde vernauwing ten opzichte van onze studie. Dit kan worden verklaard door verschillende rat stammen anders reageren op de banding. Er zijn belangrijke verschillen met betrekking tot de stofwisseling17, adrenergic Toon en hartslag18 tussen rat stammen. Zelfs binnen dezelfde rat stam variëren verschillende kenmerken waaronder groeitempo op jaarbasis met verschillende leveranciers19. Dit moet altijd rekening worden gehouden. Voor de specifieke rat stam gebruikt, is het daarom cruciaal dat goed ontworpen pilotstudies worden uitgevoerd om te bepalen de banding diameter en de follow-up tijd die nodig is voor het gewenste RV mislukking fenotype te ontwikkelen. De clip model potentieel kan worden gebruikt bij rat pasgeborenen in tegenstelling tot de ligating techniek die vroeger20, maar wij hebben geen ervaring met dit en dezelfde overwegingen zoals vermeld hierboven geldt voordat zij een onderzoek opent.
Het PTB model heeft een aantal beperkingen. Ten eerste, de zeer proximale occlusie door de clip rond de pulmonaire kofferbak vertegenwoordigt de gebruiksvoorwaarden pulmonisch stenose of CTEPH meer dan de distale vernauwing van de kleinere pulmonary slagaders gezien in PAH. De aanpassing van de RV aan de verhoogde afterload kan variëren afhankelijk van de locatie van de obstruction(s)-21. Anderzijds veroorzaakt de toepassing van de clip tijdens de operatie een zeer plotselinge toename in RV afterload verschilt de geleidelijke verhoging van de pulmonaire vasculaire weerstand in pak. De procedure wordt echter uitgevoerd in rat Pinken (100 – 120 g) die aanleiding geven tot een geleidelijk toegenomen RV afterload ten opzichte van het lichaamsgewicht met de groei van de dieren. Tijdens de periode van zeven weken na de operatie, het lichaamsgewicht van de ratten verhoogt ongeveer verviervoudiging en vandaar relatieve RV afterload verhoogt proportioneel inducerende een progressieve ziekte ontwikkeling6.
Met behulp van een gemodificeerde ligating clip aanvrager en een titanium clip voor "banding" van de pulmonaire romp, konden we voor het opwekken van RV mislukking. De methode heeft verschillende voordelen, waaronder hoge reproduceerbaarheid en de mogelijkheid van het creëren van een andere ziekte severities van milde RV hypertrofie te gedecompenseerde RV mislukken door de diameter van de banding clip aan te passen. Wijzigen van de diameter van 0,1 mm resulteerde in verschillende RV mislukking fenotypen variërend van matig en gecompenseerd RV niet ernstig en gedecompenseerde RV niet aantonen van de nauwkeurigheid van deze pulmonaire trunk "banding" methode.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Disclosures
De auteurs hebben niets te onthullen
Acknowledgments
Dit werk werd gesteund door de Deense Raad voor onafhankelijk onderzoek [11e108410], de Deense Hartstichting [12e04-R90-A3852 en 12e04-R90-A3907] en de Novo Nordisk Foundation [NNF16OC0023244].
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| 17 G IV Venflon Cannula | Becton Dickinson, US | 393228 | Distal 2 mm of the needle have been cut off |
| 1 mL syringe + 26 G needle | Becton Dickinson, US | 303172 & 303800 | |
| 4-0 absorbable multifilament suture | Covidien, US | GL-46-MG | Polysorb, violet, 5x18" |
| 4-0 multifilament ligature | Covidien, US | LL-221 | Polysorb, violet, 98" |
| Buprenorphine | Indivior UK Limited | Local procurement, Temgesic 0.3 mg/mL | |
| Carprofene | ScanVet, DK | 27693 | Norodyl 50 mg/mL |
| Chlorhexidine | Faaborg Pharma, DK | Local procurement | |
| Contractor | Aesculap, Germany | BV010R | Blunt, self retaining, 70 mm |
| Ear Hooklet | Lawton, Germany | 66-0261 | Small, 14 cm, tip modified to an angle of 85° |
| Eye gel | Decra, UK | Lubrithal, Local procurement | |
| Forceps, Delicate Tissue | Lawton, Germany | 09-0020 | |
| Forceps, Dissecting | Lawton, Germany | 09-0013 | 1 regular, 1 with tip modified to an angle of 100° |
| Gas Anesthesia System | Penlon Limited, UK | SD0217SL | Sigma Delta Vaporizer |
| Hair trimmer | Oster | 76998-320-051 | |
| Horizon Open Ligating Clip Applier | Teleflex, US | 137085 | Modified with adjustable stop mechanism |
| Horizon Titanium Clips | Teleflex, US | 001200 | Small |
| Induction chamber | N/A | ||
| Iris Scissor | Lawton, Germany | 05-1450 | |
| Iris Scissor | Aesculap, Germany | BC060R | |
| Mechanical ventilator | Ugo Basile, Italy | 7025 | |
| Microscissor | Lawton, Germany | 63-1406 | |
| Microscope | Carl Zeiss, Germany | 303294-9903 | |
| Needle Holder | Lawton, Germany | 08-0011 | TITEGRIP |
| Pean | Lawton, Germany | 06-0100 | Halsted-Mosquito, straight |
| Pro-Optha | Lohmann & Rauscher, Germany | 16515 | Tampon |
| Saline 9 mg/mL | Fresenius Kabi, DK | 209319 | |
| Sevoflurane | AbbVie, US | Sevorane, Local procurement | |
| Surgical hook | Lawton, Germany | 51-0665 | Cushing, 19 cm, tip modified to an angle of 90° |
| Surgical Tape | 3M, US | 1530-0 | Micropore |
| Temperature Controller | CMA Microdialysis; Sweden | 8003760 | CMA 450 |
| Weighing machine | VWR, US | ||
| Wistar rat weanlings | Janvier Labs, France | RjHan:WI, 100-120 g |
References
- Kaufman, B. D., et al. Genomic profiling of left and right ventricular hypertrophy in congenital heart disease. Journal of Cardiac Failure. 14 (9), 760-767 (2008).
- Zungu-Edmondson, M., Suzuki, Y. J. Differential stress response mechanisms in right and left ventricles. Journal of Rare Diseases Research & Treatment. 1 (2), 39-45 (2016).
- Zaffran, S., Kelly, R. G., Meilhac, S. M., Buckingham, M. E., Brown, N. A. Right ventricular myocardium derives from the anterior heart field. Circulation Research. 95 (3), 261-268 (2004).
- de Raaf, M. A., et al. SuHx rat model: partly reversible pulmonary hypertension and progressive intima obstruction. The European Respiratory Journal. 44 (1), 160-168 (2014).
- Gomez-Arroyo, J. G., et al. The monocrotaline model of pulmonary hypertension in perspective. American Journal of Physiology-Lung Cellular and Molecular Physiology. 302 (4), L363-L369 (2012).
- Bogaard, H. J., et al. Chronic pulmonary artery pressure elevation is insufficient to explain right heart failure. Circulation. 120 (20), 1951-1960 (2009).
- Borgdorff, M. A., et al. Sildenafil enhances systolic adaptation, but does not prevent diastolic dysfunction, in the pressure-loaded right ventricle. European Journal of Heart Failure. 14 (9), 1067-1074 (2012).
- Mendes-Ferreira, P., et al. Distinct right ventricle remodeling in response to pressure overload in the rat. American Journal of Physiology-Heart and Circulatory Physiology. 311 (1), H85-H95 (2016).
- Piao, L., et al. The inhibition of pyruvate dehydrogenase kinase improves impaired cardiac function and electrical remodeling in two models of right ventricular hypertrophy: resuscitating the hibernating right ventricle. Journal of Molecular Medicine. 88 (1), 47-60 (2010).
- Hirata, M., et al. Novel Model of Pulmonary Artery Banding Leading to Right Heart Failure in Rats. BioMed Research International. 2015, 753210 (2015).
- Schou, U. K., Peters, C. D., Kim, S. W., Frøkiær, J., Nielsen, S. Characterization of a rat model of right-sided heart failure induced by pulmonary trunk banding. Journal of Experimental Animal Science. 43 (4), 237 (2007).
- Andersen, S., et al. Effects of bisoprolol and losartan treatment in the hypertrophic and failing right heart. Journal of Cardiac Failure. 20 (11), 864-873 (2014).
- Holmboe, S., et al. Inotropic Effects of Prostacyclins on the Right Ventricle Are Abolished in Isolated Rat Hearts With Right-Ventricular Hypertrophy and Failure. Journal of Cardiovascular Pharmacology. 69 (1), 1-12 (2017).
- Jessen, L., Christensen, S., Bjerrum, O. J. The antinociceptive efficacy of buprenorphine administered through the drinking water of rats. Lab Anim. 41 (2), 185-196 (2007).
- Andersen, A., Povlsen, J. A., Botker, H. E., Nielsen-Kudsk, J. E. Right ventricular hypertrophy and failure abolish cardioprotection by ischaemic pre-conditioning. European Journal of Heart Failure. 15 (11), 1208-1214 (2013).
- Fujimoto, Y., et al. Low Cardiac Output Leads Hepatic Fibrosis in Right Heart Failure Model Rats. PloS one. 11 (2), e0148666 (2016).
- Marques, C., et al. High-fat diet-induced obesity Rat model: a comparison between Wistar and Sprague-Dawley Rat. Adipocyte. 5 (1), 11-21 (2016).
- Osadchii, O., Norton, G., Deftereos, D., Woodiwiss, A. Rat strain-related differences in myocardial adrenergic tone and the impact on cardiac fibrosis, adrenergic responsiveness and myocardial structure and function. Pharmacological Research. 55 (4), 287-294 (2007).
- Brower, M., Grace, M., Kotz, C. M., Koya, V. Comparative analysis of growth characteristics of Sprague Dawley rats obtained from different sources. Laboratory Animal Research. 31 (4), 166-173 (2015).
- Wang, S., et al. A neonatal rat model of increased right ventricular afterload by pulmonary artery banding. The Journal of Thoracic and Cardiovascular Surgery. 154 (5), 1734-1739 (2017).
- Borgdorff, M. A., et al. Distinct loading conditions reveal various patterns of right ventricular adaptation. American Journal of Physiology-Heart and Circulatory Physiology. 305 (3), H354-H364 (2013).
